CN106321419A - 一种新型自密封式活塞 - Google Patents

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邱冠华
宋代旺
初喜章
王生辉
彭新红
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TIANJIN LANSHIZI FILM TECHNOLOGY Co Ltd
Tianjin Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization SOA
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Abstract

本发明公开了一种新型自密封式活塞，包括活塞裙和活塞头，所述活塞头的外部沿圆周设置有第一锥形板，所述第一锥形板的下端面与活塞头固定连接，且所述第一锥形板、活塞裙和活塞头设置为一体结构；另一种包括活塞裙和活塞头，所述活塞头的外部沿圆周设置有第一锥形板，所述第一锥形板的下端面与活塞头固定连接，所述活塞裙的外部沿圆周设置有第二锥形板，所述第二锥形板的上端面与活塞裙固定连接，所述第一锥形板和第二锥形板之间设置有连接段，所述第一锥形板、第二锥形板、连接段、活塞裙和活塞头设置为一体结构。本发明无需密封圈便可以实现活塞与缸壁之间的密封。

Description

一种新型自密封式活塞
技术领域
本发明涉及一种活塞，更具体的说，是涉及一种新型自密封式活塞。
背景技术
海水淡化水作为淡水的一种重要补充方式，已经成为人们关注的热点，并在生产上得到了广泛的应用。阻碍海水淡化技术大规模应用的主要技术难点便是能耗问题。能量回收装置的研发已经使海水淡化能耗大大降低。作为能量回收泵中能量转换的主要单元，活塞与缸壁之间的密封直接决定了能量回收泵的工作性能。
目前常用的活塞密封圈有挤压型O形圈、Yx唇形圈等。O形圈适用于尺寸较小的活塞杆半径密封，或允许有少量泄漏的工作状况；Yx唇形圈具有较高的密封性能。能量回收泵中使用每种密封圈均会有相应的缺点，例如：O形圈的密封性能不高，在压力较小时会产生很大的摩擦、发生扭转等导致失效，使用寿命短；Yx唇形圈只能单方向密封，若双方向均需密封需要设置两个密封圈，两个密封圈间会存在困油现象，Yx唇形圈的结构复杂、加工和安装困难。由于能量回收泵中的工作介质为不同浓度、不同压力的海水，密封圈和缸壁之间的润滑性能较差，导致密封圈摩擦加剧；此外，海水会加速密封圈的老化失效。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种新型自密封式活塞，无需密封圈便可以实现活塞与缸壁之间的密封。
本发明的目的可通过以下技术方案实现。
本发明的一种新型自密封式活塞，包括活塞裙和活塞头，所述活塞头的外部沿圆周设置有第一锥形板，所述第一锥形板的下端面与活塞头固定连接，且所述第一锥形板、活塞裙和活塞头设置为一体结构。
所述第一锥形板与活塞头的夹角设置为10°～30°。
所述第一锥形板上端面外径大于活塞裙外径，且差值设置为0.1～3mm。
本发明的目的还可通过以下技术方案实现。
本发明的一种新型自密封式活塞，包括活塞裙和活塞头，所述活塞头的外部沿圆周设置有第一锥形板，所述第一锥形板的下端面与活塞头固定连接，所述活塞裙的外部沿圆周设置有第二锥形板，所述第二锥形板的上端面与活塞裙固定连接，所述第一锥形板和第二锥形板之间设置有连接段，所述第一锥形板、第二锥形板、连接段、活塞裙和活塞头设置为一体结构。
所述第一锥形板与活塞头的夹角设置为10°～30°，所述第二锥形板与活塞裙的夹角设置为10°～30°。
所述第一锥形板上端面外径大于连接段外径，所述第二锥形板下端面外径大于连接段外径，且差值均设置为0.1～3mm。
所述活塞头和活塞裙均设置为圆柱形。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
(1)本发明中，活塞头外部沿圆周设置有第一锥形板，第一锥形板下端面与活塞裙固定连接，活塞裙外部沿圆周设置有第二锥形板，第二锥形板上端面与活塞裙固定连接，第一锥形板、第二锥形板、活塞裙和活塞头设置为一体结构，能够批量生产，使用时，液体进入第一锥形板和活塞头之间的环隙中，或液体进入第二锥形板和活塞裙之间的环隙中，第一锥形板或第二锥形板受力膨胀，从而实现活塞与缸壁之间的密封，第一锥形板或第二锥形板与液体直接接触，由液体进行冷却，避免了由于高温摩擦导致的粘着磨损；
(2)本发明无需在活塞上设置密封圈沟槽，降低了活塞的设计难度，无需密封圈，避免了密封圈失效导致的能量回收泵故障；
(3)本发明简化了能量回收泵的结构，降低制作成本，有利于能量回收泵向小型化、高效化方向发展。
附图说明
图1是本发明中实施例一的结构示意图；
图2是本发明中实施例一的结构示意图；
图3是本发明中实施例一的剖视图；
图4是本发明中实施例一的主视图；
图5是本发明中实施例二的结构示意图；
图6是本发明中实施例二的结构示意图；
图7是本发明中实施例二的剖视图；
图8是本发明中实施例二的主视图。
附图标记:1活塞裙；2活塞头；3第一锥形板；4第二锥形板；5连接段。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例一
如图1至图4所示，本发明的新型自密封式活塞，包括活塞裙1，所述活塞裙1设置为圆柱形，所述活塞裙1底部设置有圆形凹槽，与传统的活塞结构相同。所述活塞裙1上部设置有活塞头2，在传统活塞头的基础上进行优化，所述活塞头2设置为圆柱形，所述活塞头2直径小于活塞裙1直径，所述活塞头2的外部沿圆周设置有第一锥形板3，取代了传统活塞头2处的环槽，省去了密封圈，所述第一锥形板3的下端面与活塞头2固定连接，最好固定于活塞头2和活塞裙1的交接处，所述第一锥形板3与活塞头2的夹角a设置为10°～30°，所述第一锥形板3的上端面外径略大于活塞裙1的外径，且差值设置为0.1～3mm。
所述第一锥形板3、活塞裙1和活塞头2设置为一体结构，所述第一锥形板3内表面与活塞头2外表面之间形成锥形圆环区域，当活塞推动液体在液压缸中进行轴向运动时，此锥形圆环区域内充满液体，所述第一锥形板3会承受来自液体的较大压力，此压力沿轴向的分力会阻碍活塞继续运动，沿径向的分力会使第一锥形板3紧紧地贴合在缸壁上，从而实现活塞的自密封。本发明适用范围广，不仅仅适用于反渗透海水淡化系统。
实施例二
如图5至图8所示，本发明的新型自密封式活塞，包括活塞裙1，所述活塞裙1底部设置有圆形凹槽，所述活塞裙1上部设置有活塞头2，所述活塞裙1和活塞头2均设置为圆柱形，在传统活塞头的基础上进行优化。所述活塞头2的外部沿圆周设置有第一锥形板3，取代了传统活塞头2处的环槽，省去了密封圈，所述第一锥形板3的下端面与活塞头2固定连接，所述第一锥形板3与活塞头2的夹角a设置为10°～30°。所述活塞裙1的外部沿圆周设置有第二锥形板4，所述第二锥形板4的上端面与活塞裙1固定连接，所述第二锥形板4与活塞裙1的夹角b设置为10°～30°。所述第一锥形板3和第二锥形板4之间设置有连接段5，所述连接段5的外径均大于活塞头2和活塞裙1的外径，所述第一锥形板3上端面外径大于连接段5外径，且差值设置为0.1～3mm，所述第二锥形板4下端面外径大于连接段5外径，且差值设置为0.1～3mm，
所述第一锥形板3、第二锥形板4、连接段5、活塞裙1和活塞头2设置为一体结构，所述第一锥形板3内表面与活塞头2外表面之间形成锥形圆环区域，所述第二锥形板4内表面与活塞裙1外表面之间形成锥形圆环区域，当活塞推动液体在液压缸中进行轴向运动时，此锥形圆环区域内充满液体，所述第一锥形板3或第二锥形板4会承受来自液体的较大压力，此压力沿轴向的分力会阻碍活塞继续运动，沿径向的分力会使第一锥形板3或第二锥形板4紧紧地贴合在缸壁上，从而实现活塞的自密封。本发明适用范围广，不仅仅适用于反渗透海水淡化系统。
尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (7)

1.一种新型自密封式活塞，包括活塞裙和活塞头，其特征在于，所述活塞头的外部沿圆周设置有第一锥形板，所述第一锥形板的下端面与活塞头固定连接，且所述第一锥形板、活塞裙和活塞头设置为一体结构。
2.根据权利要求1所述的一种新型自密封式活塞，其特征在于，所述第一锥形板与活塞头的夹角设置为10°～30°。
3.根据权利要求1所述的一种新型自密封式活塞，其特征在于，所述第一锥形板上端面外径大于活塞裙外径，且差值设置为0.1～3mm。
4.一种新型自密封式活塞，包括活塞裙和活塞头，其特征在于，所述活塞头的外部沿圆周设置有第一锥形板，所述第一锥形板的下端面与活塞头固定连接，所述活塞裙的外部沿圆周设置有第二锥形板，所述第二锥形板的上端面与活塞裙固定连接，所述第一锥形板和第二锥形板之间设置有连接段，所述第一锥形板、第二锥形板、连接段、活塞裙和活塞头设置为一体结构。
5.根据权利要求4所述的一种新型自密封式活塞，其特征在于，所述第一锥形板与活塞头的夹角设置为10°～30°，所述第二锥形板与活塞裙的夹角设置为10°～30°。
6.根据权利要求4所述的一种新型自密封式活塞，其特征在于，所述第一锥形板上端面外径大于连接段外径，所述第二锥形板下端面外径大于连接段外径，且差值均设置为0.1～3mm。
7.根据权利要求1或2所述的一种新型自密封式活塞，其特征在于，所述活塞头和活塞裙均设置为圆柱形。
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